利用手机连拍功能与画图软件进行频闪照相的方法

摘 要：以竖直弹簧振子的简谐运动演示实验为例，利用手机连拍功能拍摄连续的、等时间间隔的照片，通过计算机自带的画图软件对所获得的照片进行处理，用简易的方式实现了物理教学中的频闪照相技术.

关键词：频闪照相;手机连拍;画图软件;弹簧振子;简谐运动

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）23-0056-01

1 提出问题

2018年人民教育出版社出版的高中物理新教材提出了通过频闪照相的方法研究小球的平抛运动和弹簧振子的简谐运动规律，如图1和图2所示，为中学物理教师提供了新的演示实验，也对教师的教学技能提出了更高的要求.很多一线物理教师没有进行过频闪照相的实际操作，其原因主要包括以下几方面：（1）缺少设备，大部分学校没有采购频闪照相设备;（2）缺乏技能，频闪照相对使用photoshop等专业图片处理软件的使用技能要求较高，大部分物理教师达不到[1];（3）频闪照相程序复杂，备课时间较长;（4）学生的参与度较低[2].以上种种困难，导致频闪照相技术未能在中学物理教师中得到广泛应用.基于以上问题，本文以竖直弹簧振子的简谐运动演示实验为例，提出了一种最为简单的频闪照相方法，只需要一部有連拍功能的手机和电脑自带的画图软件，即可在最短的时间内获取频闪照片.

2 选取实验装置

竖直弹簧振子模型包含的实验装置有：弹簧、小球（或钩码）、铁架台.为了提高拍摄精度，即增大单位时间拍摄的照片数量，应采用周期较大的弹簧振子实验装置.根据弹簧振子的周期公式T=2π√（m/k）可知，应选取密度较大的金属小球或钩码作为振子，采用劲度系数较小的弹簧进行实验，以增大弹簧振子的运动周期.需要注意的是，振子的运动范围要在弹簧的弹性限度内.

3 用手机连拍功能拍摄照片

将待拍摄的弹簧振子置于画面的最左侧，固定手机位置，将弹簧振子向下拉到某一位置释放（不超出画面范围），待振子运动起来后，长按手机连拍功能，连续拍摄若干张照片.用不同的手机拍摄，相邻照片的时间间隔可能不同，可点击手机拍照功能的“设置”进行查询.笔者的“华为nova 5 Pro”视频帧率为30fps，代表1秒钟连拍功能拍摄了30张照片，即相邻照片的时间间隔为（1/30）s.

4 用画图软件处理照片

首先，要从拍摄的照片中选择连续拍摄的若干张照片，以完成至少一次全振动为标准.用电脑自带的画图软件打开已拍摄的照片，点击“重新调整大小”，保持横纵比，将百分比设为10，然后裁去图片右侧多余画面，只留下左侧弹簧振子的画面（60×400像素）.具体保留的像素可根据拍摄的画面自行调整，水平像素尽量小些，且保证弹簧振子在保留的画面内.其余的每张照片均重复以上处理步骤，调整比例以及最终保留的图片像素与第一张照片的处理保持一致.最后，将所有处理好的单张照片平行置于同一画面中，可用该画图软件，也可直接复制到PPT中处理，制成最终的竖直弹簧振子做简谐运动的频闪照相图，曝光时间为（1/30）s，如图3所示.

5 结束语

本文提出的以手机连拍功能和电脑自带的画图软件获得频闪照相的方法，具有简单、方便、快捷、成本低的优点，有利于在一线物理教师中进行推广.同时，也便于学生通过频闪照相自主进行平抛、简谐运动等运动规律的研究，培养学生的实验探究能力.

参考文献：

[1]寿千里.用数码相机和photoshop进行频闪照相的方法[J].物理教学探讨，2008（05）：53-55.

[2]郑少山，李春密.频闪照相实验研究方法的改进[J].教学仪器与实验，2010，26（02）：19-20.

（收稿日期：2021-08-28）

作者简介：张伶霞（1987-），女，北京人，硕士研究生，中学一级教师，研究方向：物理课程与教学.